JPH09329488A - Abnormality diagnosis - Google Patents

Abnormality diagnosis

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JPH09329488A
JPH09329488A JP17057396A JP17057396A JPH09329488A JP H09329488 A JPH09329488 A JP H09329488A JP 17057396 A JP17057396 A JP 17057396A JP 17057396 A JP17057396 A JP 17057396A JP H09329488 A JPH09329488 A JP H09329488A
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acoustic signal
abnormality
dot pattern
pattern
coordinate system
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Katsuhiko Shibata
克彦 柴田
Takuya Shirai
琢也 白井
Atsushi Takahashi
惇 高橋
Takaki Yoshida
隆紀 吉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable easy identification of a monitoring object in a abnormal behavior by using an expression in a symmetrized dotted pattern formed of an acoustic signal sampled by a microphone. SOLUTION: An acoustic signal collected by the microphone 14 is sampled by sampling means such as a noise meter 16 in a predetermined period, subjected to data conversion by an analogue/digital converter 18 and then transmitted to a signal processing section 19. In the signal processing section 19, the sampled acoustic signal is plotted on polar coordinates to obtain a dotted pattern. In such a manner, the acoustic signal transformed into the dotted pattern is displayed on an image screen of a display apparatus such as CRT. In displaying a dotted pattern in a visual manner, if a dotted pattern in a normal condition 20a and a dotted patter in diagnosis 20b are simultaneously displayed on the same image screen, distinction of an abnormal pattern can be executed in a easier way.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、設備の異常診断装
置および方法にかかり、特に、任意の設備空間に設置さ
れる回転機などの設備の異常を簡便に診断することが可
能な設備の異常診断装置および方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an equipment abnormality diagnosing apparatus and method, and in particular, equipment abnormality capable of easily diagnosing equipment abnormality such as a rotating machine installed in an arbitrary equipment space. The present invention relates to a diagnostic device and method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、任意の設備空間、例えばクリ
ーンルームの天井部に設置される設備機器、例えばファ
ンフィルタユニットのモータなどの回転機の異常を診断
する方法として、所定のセンサ(例えば、振動センサ、
温度センサ、音響センサなど)を設備近傍に設置して、
当該設備機器の振動や温度、あるいは音響を測定し、そ
れらの測定値が予め設定したしきい値から逸脱したか否
かを判定することにより、設備機器の異常を診断する方
法が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a predetermined sensor (for example, vibration Sensor,
Install a temperature sensor, acoustic sensor, etc.) near the equipment,
There is known a method of diagnosing abnormality of equipment by measuring vibration, temperature, or sound of the equipment and determining whether or not those measured values deviate from preset threshold values. .

【0003】また、上記のような自動診断装置を用いず
に、機器メンテナンスに熟練したオペレータが、直接回
転機などの設備機器に触れ、その触感により経験的に設
備機器の異常を判断する方法もよく行われている。
There is also a method in which an operator who is skilled in equipment maintenance directly touches equipment equipment such as a rotating machine without using the above-mentioned automatic diagnosis apparatus and empirically determines an abnormality of the equipment equipment by the touch. Well done.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の設備の異常診断装置または方法には、例え
ば次のような問題点があった。 1.一般に、各種センサの取り付け位置は設計上限定さ
れるため、必ずしも正確な測定値を得られる最適な位置
に設置できるとは限らず、また場合によっては、センサ
の取り付け自体が不可能な場合もある。 2.クリーンルームの天井部に設置されるファンフィル
タユニットなど、監視対象物が多数になる場合には、各
設備機器にセンサを取り付けることは、イニシャルコス
トの増大を招き、また隣接して設置される設備機器の影
響により各個別機器についての正確な値が得られない。 3.公知の自動診断システムの場合、各機器設備の初期
値が不明の場合が多く、またその特定も困難である。特
に、監視対象物が多数に及ぶ場合には、監視対象物の数
が増えれば増えるほど、その困難さが飛躍的に増大す
る。また、管理点数の多いシステムによっても、設備の
増設等には容易に追従し難い。また既設の建物に公知の
自動診断システムを導入しようとした場合にも、初期値
は不明である。 4.マニュアルの診断システムのみならず、自動診断シ
ステムの場合であっても、測定値から機器が正常である
か異常であるかを判定するには熟練を要し、また個人差
がでやすく、正確な診断が困難である。 5.従来の診断システムでは、マニュアル診断システム
の場合はもちろん、自動診断システムの場合であって
も、処理工程数が比較的多く、またオペレータの作業量
も多い。
However, the above-mentioned conventional apparatus or method for diagnosing abnormality of equipment has the following problems, for example. 1. In general, the mounting position of each sensor is limited by design, so it may not always be possible to install the sensor at the optimum position where accurate measurement values can be obtained, and in some cases, mounting of the sensor itself may be impossible. . 2. When the number of objects to be monitored is large, such as a fan filter unit installed on the ceiling of a clean room, installing a sensor on each equipment causes an increase in initial cost and equipment installed adjacent to each other. Due to the influence of, accurate values cannot be obtained for each individual device. 3. In the case of a known automatic diagnosis system, the initial value of each equipment is often unknown, and its identification is difficult. In particular, when the number of monitored objects is large, the difficulty increases dramatically as the number of monitored objects increases. Further, even with a system having a large number of management points, it is difficult to easily follow up with equipment expansion. Further, even when a known automatic diagnosis system is introduced into an existing building, the initial value is unknown. 4. Not only manual diagnostic systems but also automatic diagnostic systems require skill to determine whether the equipment is normal or abnormal from the measured values, and it is easy for individual differences to occur and accurate. The diagnosis is difficult. 5. In the conventional diagnostic system, not only the manual diagnostic system but also the automatic diagnostic system has a relatively large number of processing steps and a large amount of work by the operator.

【0005】従って、本発明は上記のような問題点に鑑
みてなされたものであり、設備機器の異常の診断を、特
殊な訓練や経験をあまり必要とせずに、また数値による
初期値の設定を行うことなしに、容易にかつ確実に、し
かも個人差なく行うこと可能であり、さらに、多数台の
設備機器が設置される場合でも、少ないセンサにより複
数台の設備機器の同時測定が可能であり、またセンサの
設置場所についても自由度が高く、さらに異常な設備機
器の絞り込みも容易な、新規かつ改良された設備機器の
異常診断装置および方法を提供することを目的としてい
る。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and does not require special training or experience for diagnosing an abnormality of equipment and sets an initial value by a numerical value. Can be performed easily and reliably without individual differences, and even when a large number of equipments are installed, it is possible to measure multiple equipments simultaneously with a small number of sensors. It is also an object of the present invention to provide a new and improved abnormality diagnosis device and method for facility equipment, which has a high degree of freedom in the location of installation of the sensor and can easily narrow down abnormal equipment.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の観点によれば、任意の設備空間に設
置される1または2以上の監視対象物が発生する音響を
集音装置により集音して、その音響信号に基づいて該監
視対象物の異常を診断する異常診断装置が提供される。
この異常診断装置は、請求項1に記載のように、音響信
号を所定の周期でサンプリングするサンプリング手段
と、ある時間間隔にわたりサンプリングされた音響信号
の変動幅を基準値として設定する基準化手段と、ある時
刻(t)においてサンプリングされた音響信号(X
(t))の前記基準値に対する相対的大きさ(A
(i))を半径とする極座標系において、前記音響信号
(X(t))を所定の時間間隔Δtにわたり離散化した
値を偏角(Θ(i),Φ(i))に変換することによ
り、一つの音響信号(X(t))について前記極座標系
の少なくとも一つの始線に対して線対称を成す少なくと
も二つのドット(a(i),b(i))をプロットする
プロット手段と、前記プロット手段によりプロットされ
たドットパターンを視覚的に表示する表示手段とを備
え、前記表示手段により表示されたドットパターンに応
じて前記監視対象物の異常を診断することを特徴として
いる。なお、前記表示手段は、正常時のドットパターン
と診断時のドットパターンを同一面上に(例えば、同一
画面上、あるいは同一紙面上に)表示するように構成す
れば、視覚による比較作業をより容易にかつ効率的に行
うことができる。
In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, sound generated by one or more monitoring objects installed in an arbitrary equipment space is collected. There is provided an abnormality diagnosis device that collects sound by a sound device and diagnoses an abnormality of the monitored object based on the acoustic signal.
As described in claim 1, the abnormality diagnosis device includes a sampling means for sampling an acoustic signal at a predetermined cycle, and a normalizing means for setting a variation width of the acoustic signal sampled over a certain time interval as a reference value. , The acoustic signal (X
(T)) relative size (A) with respect to the reference value
(I)) in a polar coordinate system, converting a value obtained by discretizing the acoustic signal (X (t)) over a predetermined time interval Δt into argument angles (Θ (i), Φ (i)). A plotting means for plotting at least two dots (a (i), b (i)) which are line-symmetric with respect to at least one starting line of the polar coordinate system for one acoustic signal (X (t)). A display means for visually displaying the dot pattern plotted by the plotting means, and the abnormality of the monitored object is diagnosed according to the dot pattern displayed by the display means. If the display means is configured to display the normal dot pattern and the diagnostic dot pattern on the same surface (for example, on the same screen or on the same paper surface), visual comparison work can be performed more easily. It can be done easily and efficiently.

【0007】また、請求項2に記載の異常診断装置は、
前記音響信号を所定の周期でサンプリングするサンプリ
ング手段と、ある時間間隔にわたりサンプリングされた
音響信号の変動幅を基準値として設定する基準化手段
と、ある時刻(t)においてサンプリングされた音響信
号(X(t))の前記基準値に対する相対的大きさ(A
(i))を半径とする極座標系において、前記音響信号
(X(t))を所定の時間間隔Δtにわたり離散化した
値を偏角(Θ(i),Φ(i))に変換することによ
り、一つの音響信号(X(t))について前記極座標系
の少なくとも一つの始線に対して線対称を成す少なくと
も二つのドット(a(i),b(i))をプロットする
プロット手段と、前記プロット手段によりプロットされ
たドットパターンをパターン認識するパターン認識手段
と、前記パターン認識手段によりパターン認識された診
断時のドットパターンと予め取得された正常時のドット
パターンとを比較し、前記診断時のドットパターンと前
記正常時のドットパターンとの間に所定値以上の偏差が
存在する場合に、前記前記監視対象物が異常であると診
断する比較診断手段と備えたことを特徴としている。
Further, the abnormality diagnosis device according to claim 2 is
Sampling means for sampling the acoustic signal in a predetermined cycle, standardizing means for setting a fluctuation range of the acoustic signal sampled over a certain time interval as a reference value, and acoustic signal (X) sampled at a certain time (t). (T)) relative size (A) with respect to the reference value
(I)) in a polar coordinate system, converting a value obtained by discretizing the acoustic signal (X (t)) over a predetermined time interval Δt into argument angles (Θ (i), Φ (i)). A plotting means for plotting at least two dots (a (i), b (i)) which are line-symmetric with respect to at least one starting line of the polar coordinate system for one acoustic signal (X (t)). A pattern recognition means for recognizing the dot pattern plotted by the plotting means, a dot pattern at the time of diagnosis recognized by the pattern recognition means and a previously acquired normal dot pattern for comparison, and the diagnosis And a comparison diagnosis means for diagnosing that the monitored object is abnormal when there is a deviation of a predetermined value or more between the dot pattern at normal time and the dot pattern at normal time. It is characterized in that was.

【0008】ドットパターンを得るにあたって使用する
極座標系は、複数本(n)の始線により対称な複数の領
域に分割され、各始線についてそれぞれ線対称を成す二
つのドット(a(i),b(i))をプロットすること
により、例えば、6本の対称軸(始線)に対して、ドッ
トをプロットすることにより、雪の結晶状のドットパタ
ーンが得られ、視覚的にまたパターン認識により、数値
的な初期値を設定することなく、容易にかつ確実に正常
パターンと異常パターンを識別することが可能となる。
The polar coordinate system used to obtain a dot pattern is divided into a plurality of symmetrical regions by a plurality of (n) starting lines, and two dots (a (i), By plotting b (i)), for example, by plotting dots with respect to six symmetry axes (start lines), a snow crystal-like dot pattern can be obtained, and the pattern can be visually and visually recognized. This makes it possible to easily and reliably distinguish between a normal pattern and an abnormal pattern without setting a numerical initial value.

【0009】さらに、本発明の第2の観点によれば、任
意の設備空間に設置される1または2以上の監視対象物
が発生する音響を集音装置により集音して、その音響信
号に基づいて該監視対象物の異常を診断する異常診断方
法が提供される。この異常診断方法は、請求項3に記載
のように、音響信号を所定の周期でサンプリングするス
テップと;前記ステップにおいてサンプリングされた音
響信号の変動幅を基準値として設定するステップと;あ
る時刻(t)においてサンプリングされた音響信号(X
(t))の前記基準値に対する相対的大きさ(A
(i))を半径とする極座標系において、前記音響信号
(X(t))を所定の時間間隔Δtにわたり離散化した
値を偏角(Θ(i),Φ(i))に変換することによ
り、一つの音響信号(X(t))について前記極座標系
の少なくとも一つの始線に対して線対称を成す少なくと
も二つのドット(a(i),b(i))をプロットする
ステップと;前記極座標系にドットをプロットする前記
ステップを所定時間にわたり反復し、その結果得られた
ドットパターンに基づいて前記監視対象物の異常を診断
するステップと;から成ることを特徴としている。
Further, according to a second aspect of the present invention, the sound generated by one or more objects to be monitored installed in an arbitrary equipment space is collected by a sound collecting device, and the sound signal is obtained. An abnormality diagnosing method for diagnosing an abnormality of the monitored object based on the above is provided. As described in claim 3, the abnormality diagnosis method includes a step of sampling an acoustic signal in a predetermined cycle; a step of setting a fluctuation range of the acoustic signal sampled in the step as a reference value; acoustic signal (X
(T)) relative size (A) with respect to the reference value
(I)) in a polar coordinate system, converting a value obtained by discretizing the acoustic signal (X (t)) over a predetermined time interval Δt into argument angles (Θ (i), Φ (i)). Plotting at least two dots (a (i), b (i)) that are line-symmetric with respect to at least one start line of the polar coordinate system for one acoustic signal (X (t)); The step of plotting dots in the polar coordinate system is repeated for a predetermined time, and the abnormality of the monitored object is diagnosed based on the dot pattern obtained as a result.

【0010】上記異常診断方法により、監視対象物の異
常を診断する場合には、請求項4に記載のように、得ら
れたドットパターンを視覚的に表示して、予め取得され
た正常時のドットパターンと診断時のドットパターンと
を比較して、前記監視対象物の異常を視覚的に診断する
ように構成することも可能であり、あるいは、請求項5
に記載のように、適当なパターン認識手法を用いて、得
られたドットパターンをパターン認識して、予め取得さ
れた正常時のドットパターンと診断時のドットパターン
とをパターン比較して、前記診断時のドットパターンと
前記正常時のドットパターンとの間に所定値以上の偏差
が存在する場合に、前記前記監視対象物が異常であると
診断するように構成してもよい。
In the case of diagnosing the abnormality of the object to be monitored by the above-mentioned abnormality diagnosing method, the obtained dot pattern is visually displayed and the previously acquired normal time It is also possible to compare the dot pattern with the dot pattern at the time of diagnosis to visually diagnose the abnormality of the monitored object, or claim 5.
As described in, by using a suitable pattern recognition method, the dot pattern obtained is pattern-recognized, the dot pattern at the time of normal and the dot pattern at the time of pre-acquisition are compared, and the diagnosis is performed. When there is a deviation of a predetermined value or more between the time dot pattern and the normal dot pattern, the monitoring target may be diagnosed as abnormal.

【0011】さらに、本発明の第3の観点によれば、大
域な設備空間内に設置される複数の監視対象物が発生す
る音響を集音装置により集音して、その音響信号に基づ
いて異常動作の監視対象物を特定する方法が提供され
る。この方法は、請求項6に記載のように、前記大域な
設備空間を、各々が複数の監視対象物を含む複数のより
小域な設備空間に分割して絞り込むステップと;前記各
小域な設備空間において、前記音響信号を所定の周期で
サンプリングするステップと;前記ステップにおいてサ
ンプリングされた音響信号の変動幅を基準値として設定
するステップと;ある時刻(t)においてサンプリング
された音響信号(X(t))の前記基準値に対する相対
的大きさ(A(i))を半径とする極座標系において、
前記音響信号(X(t))を所定の時間間隔Δtにわた
り離散化した値を偏角(Θ(i),Φ(i))に変換す
ることにより、一つの音響信号(X(t))について前
記極座標系の少なくとも一つの始線に対して線対称を成
す少なくとも二つのドット(a(i),b(i))をプ
ロットするステップと;前記極座標系にドットをプロッ
トする前記ステップを所定時間にわたり反復し、その結
果得られたドットパターンに基づいて、異常動作の監視
対象物が含まれる小域な設備空間を特定するステップ
と;前記ステップにおいて特定された小域な設備空間に
含まれる複数の監視対象物の中から異常動作の監視対象
物を特定するステップと;から成ることを特徴としてい
る。
Further, according to a third aspect of the present invention, the sound collecting device collects sounds generated by a plurality of objects to be monitored installed in a large facility space, and based on the sound signals. A method is provided for identifying a monitored object for abnormal operation. This method comprises the steps of: dividing the large facility space into a plurality of smaller facility spaces each including a plurality of monitored objects; In the equipment space, a step of sampling the acoustic signal at a predetermined cycle; a step of setting a fluctuation width of the acoustic signal sampled in the step as a reference value; an acoustic signal (X) sampled at a certain time (t). In a polar coordinate system having a radius of (t)) relative to the reference value (A (i)),
One acoustic signal (X (t)) is obtained by converting a value obtained by discretizing the acoustic signal (X (t)) over a predetermined time interval Δt into argument angles (Θ (i), Φ (i)). Plotting at least two dots (a (i), b (i)) that are line-symmetric with respect to at least one start line of the polar coordinate system with respect to; Repeating over time, and based on the dot pattern obtained as a result, identifying a small-area equipment space that includes an abnormal operation monitoring target; and including in the small-area equipment space identified in the step. And a step of specifying an abnormal operation monitoring target from a plurality of monitoring targets.

【0012】なお、上記方法において、請求項7に記載
のように、異常動作の監視対象物を特定する前に、異常
動作の監視対象物が含まれる小域な設備空間をさらに小
域な設備空間に再度分割して絞り込み、異常動作の監視
対象物が含まれる設備空間の絞り込みを行うステップ
を、必要な回数だけ反復するように構成してもよい。
[0012] In the above method, as described in claim 7, before specifying the object to be monitored for abnormal operation, the small equipment space including the object to be monitored for abnormal operation is further subdivided. The step of dividing the space again and narrowing it down and narrowing down the equipment space including the object to be monitored for abnormal operation may be repeated as many times as necessary.

【0013】なお、上記第2および第3の観点にかかる
方法において、ドットパターンを得るにあたって使用す
る極座標系は、複数本(n)の始線により対称な複数の
領域に分割され、各始線についてそれぞれ線対称を成す
二つのドット(a(i),b(i))をプロットするこ
とにより、例えば、6本の対称軸(始線)に対して、ド
ットをプロットすることにより、雪の結晶状のドットパ
ターンが得られ、視覚的にまたパターン認識により、数
値的な初期値を設定することなく、容易にかつ確実に正
常パターンと異常パターンを識別することが可能とな
る。
In the methods according to the second and third aspects, the polar coordinate system used to obtain the dot pattern is divided into a plurality of symmetrical regions by a plurality of (n) starting lines, and each starting line is divided into a plurality of regions. For example, by plotting two dots (a (i), b (i)) that are line symmetric with respect to each other, for example, by plotting dots with respect to six axes of symmetry (start line), A crystalline dot pattern is obtained, and the normal pattern and the abnormal pattern can be easily and reliably distinguished from each other visually or by pattern recognition without setting a numerical initial value.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照しながら
本発明にかかる異常診断装置および方法にかかる好適な
実施の形態について詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of an abnormality diagnosis apparatus and method according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0015】まず、図1を参照しながら、本発明の第1
の実施の形態にかかる異常診断装置10の構成について
説明すると、12は、ファンモータなどの回転機構を備
えた監視対象物であるファンフィルタユニット(FF
U)であり、例えば不図示のクリーンルーム天井部など
の任意の設備空間に設置される設備機器である。14
は、ファンフィルタユニット12から発生する音響を集
音するマイクロホンなどの集音装置である。なお、図示
の例では、マイクロホン14は、ファンフィルタユニッ
トの回転機構が設置された部位12aの直上に配置され
ているが、後述するように、本実施の形態によれば、マ
イクロホン14により集音された音響信号は基準化され
るので、監視対象物12とマイクロホン14との間の距
離による音響信号の減衰は相殺される。従って、同じ機
器設備を診断する場合には、マイクロホン14による集
音位置が、本実施の形態により得られるドットパターン
の形状に与える影響は少ないと考えることができるの
で、本実施の形態によれば、集音位置を厳密に規定する
必要はなく、また、集音された音響信号を特に増幅した
りする必要もない。
First, referring to FIG. 1, the first aspect of the present invention will be described.
The configuration of the abnormality diagnosis device 10 according to the embodiment of the present invention will be described. Reference numeral 12 is a fan filter unit (FF) that is a monitored object including a rotation mechanism such as a fan motor.
U), which is an equipment device installed in an arbitrary equipment space such as a clean room ceiling (not shown). 14
Is a sound collecting device such as a microphone that collects sound generated from the fan filter unit 12. In the illustrated example, the microphone 14 is arranged immediately above the portion 12a where the rotation mechanism of the fan filter unit is installed, but as described later, according to the present embodiment, the microphone 14 collects the sound. Since the generated acoustic signal is standardized, the attenuation of the acoustic signal due to the distance between the monitored object 12 and the microphone 14 is canceled out. Therefore, when diagnosing the same equipment, it can be considered that the sound collection position by the microphone 14 has little influence on the shape of the dot pattern obtained by the present embodiment. Therefore, according to the present embodiment. It is not necessary to strictly define the sound collection position, and it is not necessary to particularly amplify the collected sound signal.

【0016】マイクロホン14により集音された音響信
号は、騒音計16などのサンプリング手段により所定の
周期で測定(サンプリング)され、A/D変換器18に
よりデータ変換され、信号処理部(SDP変換器)19
に送られる。信号処理部19では、サンプリングされた
音響信号を図2に示すような極座標系上にプロットし、
ドットパターンを得る。このように、ドットパターン化
された音響信号は、CRTのような表示装置20の画面
上に表示されるか、あるいは、プリンタなどの印刷手段
を用いて、紙面上にプリントアウトされる。そして、作
業員は、後述するように、これらの画面または紙面上に
視覚的に表示されたドットパターンから、異常パターン
と正常パターンとを容易に見分けることが可能である。
なお、ドットパターンを視覚的に表示する際には、図1
に示すように、正常時のドットパターン20aと診断時
のドットパターン20bとを同一面上に表示するように
すれば、異常パターンの識別をさらに容易に行うことが
可能となる。
The acoustic signal collected by the microphone 14 is measured (sampled) by a sampling means such as a sound level meter 16 at a predetermined cycle, data-converted by an A / D converter 18, and a signal processing unit (SDP converter). ) 19
Sent to The signal processing unit 19 plots the sampled acoustic signal on a polar coordinate system as shown in FIG.
Get the dot pattern. In this way, the dot-patterned acoustic signal is displayed on the screen of the display device 20 such as a CRT, or printed out on the paper by using a printing means such as a printer. Then, as will be described later, the worker can easily distinguish the abnormal pattern from the normal pattern from the dot patterns visually displayed on these screens or paper surfaces.
When visually displaying the dot pattern,
If the normal dot pattern 20a and the diagnostic dot pattern 20b are displayed on the same surface, as shown in FIG. 5, the abnormal pattern can be identified more easily.

【0017】次に、図2を参照しながら、信号処理部1
9において、サンプリングされた音響信号を極座標系に
ドットパターンをプロットする手順について説明する。
なお、本実施の形態において採用されるドットパターン
の描写手法は、局所的な相違を対極的に特徴づけるカオ
ス的グラフィック表現の一つとして知られている「対象
化ドットパターン(SDP:Symmetrized
Dot Patterns)」法である。なお、SDP
法については、すでに確立されたグラフィック手法であ
り、その内容については、クリフォード.A.ピックオ
ーバー著、「コンピュータカオスフラクタル」高橋時市
郎、内藤昭三訳、白揚社出版に詳しいので、ここでは、
同書を参考として挙げることにより、その詳細な説明に
ついては省略することにする。
Next, referring to FIG. 2, the signal processing unit 1
9, the procedure for plotting a dot pattern of the sampled acoustic signal in the polar coordinate system will be described.
The dot pattern depiction method employed in the present embodiment is known as one of the chaotic graphic expressions that characterize local differences as opposite polarities, and is called “targeted dot pattern (SDP: Symmetrized)”.
Dot Patterns ”method. In addition, SDP
The law is a well-established graphic technique, and its contents are described in Clifford. A. I'm familiar with Pickover's "Computer Chaos Fractal" translated by Tokichiro Takahashi and Shozo Naito, published by Hakuyosha.
The detailed description will be omitted by citing the same document as a reference.

【0018】対象化ドットパターン(SDP)は、時系
列データの時刻tにおける値X(t)と時刻t+τにお
ける値X(t+τ)の相関を極座標系にプロットするこ
とで得られるドットパターンである。対象化ドットパタ
ーンをプロットする手順について説明すると、図2
(a)に示すような時間波形としてサンプリングされた
一組のデータ(X(t)、X(t+τ))を、図2
(b)に示すような極座標系の始線に対して線対称とな
るように(a1,a1’)としてプロットし、さらに、
始線を対称軸数分だけ回転し、各始線について一組のデ
ータをプロットしていくものである。例えば、図3に示
すように、対称軸を6本とすると、60度ずつ回転させ
た始線により極座標を六つの対象領域に分割することが
可能であり、各始線について一組ずつ計六組12個のド
ット(a1,a1’)〜(a6,a6’)を極座標系にプ
ロットすることが可能である。
The target dot pattern (SDP) is a dot pattern obtained by plotting the correlation between the value X (t) at time t of the time series data and the value X (t + τ) at time t + τ in the polar coordinate system. The procedure for plotting the target dot pattern will be described with reference to FIG.
A set of data (X (t), X (t + τ)) sampled as a time waveform as shown in FIG.
It is plotted as (a1, a1 ') so as to be line-symmetric with respect to the starting line of the polar coordinate system as shown in (b), and further,
The starting line is rotated by the number of axes of symmetry, and a set of data is plotted for each starting line. For example, as shown in FIG. 3, if there are 6 axes of symmetry, it is possible to divide the polar coordinates into 6 target regions by the start line rotated by 60 degrees, and one set for each start line, 6 sets in total. It is possible to plot a set of 12 dots (a1, a1 ') to (a6, a6') in a polar coordinate system.

【0019】なお、一定のサンプリング時間Δtで離散
化された時系列データX(i)の極座標系における半径
A(i)と線対称となる偏角Θ(i)、Φ(i)は、次
式で変換される。
The declination angles Θ (i) and Φ (i) that are line-symmetrical to the radius A (i) in the polar coordinate system of the time series data X (i) discretized with a constant sampling time Δt are as follows. Converted by an expression.

【0020】[0020]

【数1】 [Equation 1]

【0021】なお、上式より明らかなように、ドットの
打点(A(i),Θ(i))、(A(i),Φ(i))
は、時間幅Lとゲインζをパラメータとしている。従っ
て、時系列データからSDPにより、異常を識別するた
めには、時間幅Lとゲインζの最適化が必要である。こ
れらの時間幅Lとゲインζに関しては、監視対象物から
発生する音響信号の周波数特性に応じて、適宜選択する
ことが可能である。例えば、監視対象物が、FFUのよ
うな回転機械である場合には、そこから発生する音響信
号は、周期関数:sin(2πft)により近似するこ
とが可能であり、例えば、基本周波数f=550Hz、
Δt=1/20000sとすると、時間幅Lを5〜6ス
テップ、ζを40程度に設定することにより、視覚的に
識別が容易なSDPの広がりを得ることができる。
As is clear from the above equation, the dot impact points (A (i), Θ (i)), (A (i), Φ (i))
Has a time width L and a gain ζ as parameters. Therefore, it is necessary to optimize the time width L and the gain ζ in order to identify the abnormality from the time series data by SDP. The time width L and the gain ζ can be appropriately selected according to the frequency characteristics of the acoustic signal generated from the monitored object. For example, when the monitored object is a rotating machine such as FFU, the acoustic signal generated therefrom can be approximated by a periodic function: sin (2πft), for example, the fundamental frequency f = 550 Hz. ,
When Δt = 1 / 20000s, by setting the time width L to 5 to 6 steps and ζ to about 40, it is possible to obtain the spread of the SDP which can be easily visually identified.

【0022】また、上式より明らかなように、サンプリ
ングされた音響信号は、その音響信号の変動幅(Xma
x−Xmin)に関して基準化されるので、監視対象物
とマイクロホンとの間の距離による音響信号の減衰は相
殺される。従って、同じ機器設備を診断する場合には、
マイクロホンによる集音位置が、本実施の形態により得
られるドットパターンの形状に与える影響は少ないと考
えることができるので、本実施の形態によれば、集音位
置を厳密に規定する必要はなく、また、集音された音響
信号を特に増幅したりする必要もない。暗騒音について
も、後述のように音の傾向を認識すれば足りるので、そ
のための対策を講じる必要もない。
As is clear from the above equation, the sampled acoustic signal has a fluctuation range (Xma) of the acoustic signal.
x-Xmin), the attenuation of the acoustic signal due to the distance between the monitored object and the microphone is canceled out. Therefore, when diagnosing the same equipment,
Since it can be considered that the sound collection position by the microphone has little influence on the shape of the dot pattern obtained by the present embodiment, according to the present embodiment, it is not necessary to strictly define the sound collection position. Further, there is no need to particularly amplify the collected acoustic signal. As for background noise, it is sufficient to recognize the tendency of sound as described later, and it is not necessary to take measures for it.

【0023】図4〜図6に、正常なFFUと異常なFF
Uからそれぞれ発生した音に関して、本実施の形態にか
かる異常診断装置により、SDP表現を行った例を示
す。なお、図4は、シャリシャリという異音が認められ
たFFUと正常なFFUを対比したものであり、図5お
よび図6は、コトコトという異音が認められたFFUと
正常なFFUを対比した二例を示している。いずれも、
異音の認められたFFUのデータを右側に示している。
4 to 6 show a normal FFU and an abnormal FF.
An example in which SDP expression is performed on the sounds respectively generated from U by the abnormality diagnosis device according to the present embodiment will be shown. It should be noted that FIG. 4 shows a comparison between an FFU in which a strange noise is recognized and a normal FFU, and FIGS. 5 and 6 show a comparison between an FFU in which a strange noise is recognized and a normal FFU. An example is shown. In each case,
The FFU data in which abnormal noise is recognized is shown on the right side.

【0024】これらの図表から分かるように、マイクロ
ホンでサンプリングされた音響信号を単に時間波形とし
て表したグラフからは、正常な場合の音響信号と異常な
場合の音響信号との差異を判断することは困難である。
これに対して、SDP表現によれば、正常な音響信号は
対称軸に対して鮮明にプロットされるのに対して、異常
な音響信号は対称軸に対して曖昧なプロットがあり、ま
た図4の例では、ドットパターンが円状に展開している
ことが分かる。このように、本実施の形態にかかる異常
診断装置によるSDP表現によれば、異常な音響信号
は、表現の曖昧性により表現されるので、特別な訓練を
受けていない作業員であっても、視覚的に容易に診断す
ることが可能である。その際に、図4〜図6に示すよう
に、正常なドットパターンと診断時のドットパターンと
を同一画面上に同時に表示させれば、さらに容易に正常
か異常かの判定を行うことができる。
As can be seen from these figures, it is not possible to judge the difference between the sound signal in the normal case and the sound signal in the abnormal case from the graph in which the sound signal sampled by the microphone is simply represented as a time waveform. Have difficulty.
On the other hand, according to the SDP representation, a normal acoustic signal is clearly plotted on the axis of symmetry, whereas an abnormal acoustic signal has an ambiguous plot on the axis of symmetry. In the example, it can be seen that the dot pattern develops in a circle. As described above, according to the SDP expression by the abnormality diagnosis device according to the present embodiment, since the abnormal acoustic signal is expressed by the ambiguity of the expression, even a worker who has not undergone special training, It is possible to diagnose visually easily. At that time, as shown in FIGS. 4 to 6, if the normal dot pattern and the dot pattern at the time of diagnosis are simultaneously displayed on the same screen, it is possible to more easily determine whether the dot pattern is normal or abnormal. .

【0025】なお、図4〜図6の例において、異常な音
響信号のSDP表現に曖昧性が発生する原因としては、
回転系である監視対象物に異常が生じた場合には、軸回
転周波数の倍数および非線形成分の振動加速度が増加す
るためであると考えられる。また、図4に示す例のよう
に、異常な音響信号のSDP表現に円周状の輪郭が発生
する原因として、ある周期関数の振幅に不規則な変動が
発生するためであると考えられる。
In the examples of FIGS. 4 to 6, the cause of the ambiguity in the SDP expression of the abnormal acoustic signal is as follows.
It is considered that when an abnormality occurs in the monitored object that is a rotating system, the multiple of the shaft rotation frequency and the vibration acceleration of the nonlinear component increase. Further, as in the example shown in FIG. 4, it is considered that the cause of the circular contour in the SDP expression of the abnormal acoustic signal is that the amplitude of a certain periodic function varies irregularly.

【0026】また図1に示す例では、一台のFFUの異
常を診断する装置構成を示したが、本発明は、かかる例
に限定されない。例えば、図7に示すように、クリーン
ルーム30の天井部32には、多数のFFU(U11〜
Umn)が設置されている。しかし、これらの各FFU
について個別にマイクロホンを設置したり、個別に異常
診断を行うのでは、イニシャルコストもかかり、多大な
労力を要してしまう。この点、本発明によれば、個々の
FFUを個別に異常診断する必要はなく、ある範囲に含
まれる複数のFFUを集合的に同時に診断することが可
能である。
In the example shown in FIG. 1, the apparatus configuration for diagnosing the abnormality of one FFU is shown, but the present invention is not limited to this example. For example, as shown in FIG. 7, a large number of FFUs (U11 to UFU) are provided on the ceiling 32 of the clean room 30.
Umn) is installed. But each of these FFUs
If the microphones are individually installed or the individual abnormality diagnosis is performed, a large amount of labor is required at the initial cost. In this respect, according to the present invention, it is not necessary to individually diagnose an abnormality in each FFU, and it is possible to collectively diagnose a plurality of FFUs included in a certain range at the same time.

【0027】すなわち、本発明装置および方法によれ
ば、複数のFFUからの音を同時に集音したとしても、
その音響信号は、複数の周期関数を重畳したものと見な
すことが可能であり、ある範囲に含まれる複数のFFU
から発生される重畳音響信号は、固有のSDPを表現す
ると見なすことができる。従って、その範囲に含まれる
FFUの中に異常動作しているものがあれば、重畳音響
信号にも変化が現れるので、その範囲に異常なFFUが
含まれているかどうかを判定することができる。例え
ば、図示の例で言えば、マイクロホン34を天井部に駆
動装置36により可動に取り付け、例えば九つのFFU
(U11〜U13、U21〜U23、U31〜U33)
が含まれる領域を診断単位として、異常診断を行うこと
ができる。そして、本発明装置および方法により、異常
なFFUが含まれている領域を特定した後、さらに絞り
込みを行うことにより、容易に異常なFFUを特定する
ことが可能である。また、マイクロホンを予め適数個壁
部などに所定の間隔をもって設置し、コンピュータ側の
チャンネルを当該個数分備え、これを随時切り換えるこ
とにより前記同様の作用を奏することもできる。
That is, according to the device and method of the present invention, even if sounds from a plurality of FFUs are simultaneously collected,
The acoustic signal can be regarded as a superposition of a plurality of periodic functions, and a plurality of FFUs included in a certain range.
The superposed acoustic signal generated from can be considered to represent a unique SDP. Therefore, if there is an abnormal operation among the FFUs included in the range, a change also appears in the superimposed acoustic signal, and it is possible to determine whether or not the abnormal FFU is included in the range. For example, in the illustrated example, the microphone 34 is movably attached to the ceiling by a driving device 36, and for example, nine FFUs are provided.
(U11-U13, U21-U23, U31-U33)
An abnormality can be diagnosed by using a region including a as a diagnostic unit. Then, the apparatus and method of the present invention can specify the area containing the abnormal FFU and then further narrow it down to easily specify the abnormal FFU. Further, it is also possible to provide the same effect as described above by installing an appropriate number of microphones in advance on a wall portion or the like at a predetermined interval, providing the computer side channels by the number, and switching the channels at any time.

【0028】このように本発明によれば、クリーンルー
ムの天井部のような大域な設備空間内に多数のFFUな
どの監視対象物が設置されている場合であっても、その
大域な設備空間を、各々が複数の監視対象物を含むより
小域な設備空間に分割し、各小域な設備空間から発生す
る音響信号をSDP表現することにより、容易に異常な
監視対象物が含まれる設備空間を絞り込むことが可能で
ある。なお、異常な監視対象物が含まれる設備空間の絞
り込みは多段階的に行うことが可能であることは言うま
でもない。そして、ある程度の絞り込みが行われた後、
特定された小域の設備空間の中から異常動作をしている
監視対象物を特定することが可能である。
As described above, according to the present invention, even when a large number of objects to be monitored such as FFUs are installed in a large facility space such as the ceiling of a clean room, the large facility space is maintained. , An equipment space containing abnormal monitoring objects can be easily obtained by dividing the equipment space into smaller equipment spaces each containing a plurality of objects to be monitored and expressing the acoustic signal generated from each small equipment space by SDP. Can be narrowed down. Needless to say, it is possible to narrow down the equipment space including the abnormal monitored object in multiple stages. And after being narrowed down to some extent,
It is possible to specify a monitored object that is performing an abnormal operation from the specified equipment space of the small area.

【0029】次に、図8および図9を参照しながら、実
際に大域の設備空間の中から異常なFFUが含まれる小
域の設備空間を特定する診断フローについて説明する。
Next, with reference to FIGS. 8 and 9, a diagnosis flow for actually identifying a small area equipment space containing an abnormal FFU from the large area equipment space will be described.

【0030】まず、図8に示すように、前処理として、
正常時のSDPの記憶処理が行われる。すなわち、所定
の小域の設備空間にマイクロホンを設置した後(ステッ
プS81)、音響信号の測定を開始し(ステップS8
2)、サンプリングされた音響信号をdT間隔でT秒間
にわたりA/D変換し(ステップS83)、ディジタル
信号を得る(ステップS84)。この信号を、先に述べ
た方法によりSDP表示し(ステップS85)、その結
果を正常時のSDPとして記憶する(ステップS8
6)。
First, as shown in FIG. 8, as preprocessing,
SDP storage processing in normal time is performed. That is, after the microphone is installed in the equipment space of a predetermined small area (step S81), the measurement of the acoustic signal is started (step S8).
2) A / D-convert the sampled acoustic signal at dT intervals for T seconds (step S83) to obtain a digital signal (step S84). This signal is SDP-displayed by the method described above (step S85), and the result is stored as the SDP at the normal time (step S8).
6).

【0031】次いで、図9に示す回転機器の診断ルーチ
ンを開始する。まず、最初の測定場所に移動して(ステ
ップS91)、マイクロホンを設置する(ステップS9
2)。そして、その設置空間において音響信号の計測を
開始し(ステップS93)、サンプリングされた音響信
号をdT間隔でT秒間にわたりA/D変換し(ステップ
S94)、ディジタル信号を得る(ステップS95)。
この信号を、先に述べた方法によりSDP表示し(ステ
ップS96)、図8に示す前処理おいて、予め記憶され
た正常時のSDPと比較する(ステップS97)。そし
て、差異があれば、測定空間内に異常があると判断し
(ステップS98)、差異がなければ測定空間内は正常
であると判断する(ステップS99)そして、かかる動
作を全域に対して行うことにより(ステップS10
0)、診断を終了する。
Next, the diagnostic routine for the rotating equipment shown in FIG. 9 is started. First, move to the first measurement location (step S91) and install a microphone (step S9).
2). Then, the measurement of the acoustic signal is started in the installation space (step S93), the sampled acoustic signal is A / D converted at the dT interval for T seconds (step S94), and a digital signal is obtained (step S95).
This signal is SDP-displayed by the method described above (step S96), and is compared with the previously stored normal SDP in the preprocessing shown in FIG. 8 (step S97). Then, if there is a difference, it is determined that there is an abnormality in the measurement space (step S98), if there is no difference, it is determined that the measurement space is normal (step S99), and the operation is performed over the entire area. By doing so (step S10
0), the diagnosis is completed.

【0032】なお、図8および図9に示すルーチンにお
いては、測定現場においてリアルタイムに異常診断を行
う場合を示したが、図10に示すルーチンのように、測
定値を現場において録音しながら全域の測定を行い、後
に録音された音響信号を再生しながら異常診断を行うよ
うに構成することも可能である。
In the routines shown in FIGS. 8 and 9, the case where the abnormality diagnosis is performed in real time at the measurement site is shown. However, as in the routine shown in FIG. It is also possible to make a measurement and later perform an abnormality diagnosis while reproducing a recorded acoustic signal.

【0033】以上、本発明にかかる異常診断装置および
方法の好適な実施の形態について添付図面を参照しなが
ら説明したが、本発明は上記例に限定されない。当業者
であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範
疇内において各種の変更例および修正例に想到しうるこ
とは明らかであり、それらについても当然に本発明の技
術的範囲に属するものと了解される。
The preferred embodiments of the abnormality diagnosis apparatus and method according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the above examples. It is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and naturally, these are also within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

【0034】たとえば、上記実施の形態に関する説明に
おいては、監視対象物の動作が正常であるか異常である
かを判定するために、本発明にかかる異常診断装置およ
び方法を適用した例を示したが、特定の故障については
特定のSDP表現が現れることが経験的に知られている
ので、各故障原因ごとのSDP表現の特性を予め知るこ
とにより、故障原因別のSDP表現と診断時のSDP表
現とを比較することにより、故障原因についての判定も
行うように構成することも可能である。
For example, in the description of the above embodiment, an example in which the abnormality diagnosing apparatus and method according to the present invention are applied in order to determine whether the operation of the monitored object is normal or abnormal is shown. However, it is empirically known that a specific SDP expression appears for a specific failure. Therefore, by knowing the characteristics of the SDP expression for each failure cause in advance, the SDP expression for each failure cause and the SDP expression at the time of diagnosis It is also possible to make a determination as to the cause of the failure by comparing it with the expression.

【0035】また、上記実施の形態に関する説明におい
ては、例えばCRTなどの表示装置の画面上にSDP表
現を展開して、作業員が視覚的に異常診断を行う例につ
いて説明したが、パターン認識技法を用いて、自動的に
異常診断を行うように構成することも可能である。
In the description of the above embodiment, an example in which an SDP expression is developed on the screen of a display device such as a CRT and a worker visually diagnoses abnormality has been described. It is also possible to configure so as to automatically perform abnormality diagnosis.

【0036】以下に、パターン認識により正常時と異常
時のSDP表現を比較する方法の一例について、図11
を参照しながら説明すると、まず正常時のSDPと診断
時のSDPを用意し、SDPの座標位置をマトリックス
上に展開する。具体的には、SDPの1軸分の座標を、
例えば1000×1000のマトリックスに分割する。 正常時のSDPのマトリックス:NSD [1000×1
000] 異常時のSDPのマトリックス:DSD [1000×1
000]
An example of a method for comparing SDP expressions in a normal state and an abnormal state by pattern recognition will be described below with reference to FIG.
Describing with reference to, first, the SDP in the normal state and the SDP in the diagnosis are prepared, and the coordinate position of the SDP is developed on the matrix. Specifically, the coordinates for one axis of SDP are
For example, it is divided into a matrix of 1000 × 1000. Normal SDP matrix: NSD [1000 × 1
000] SDP matrix at abnormal time: DSD [1000 × 1
000]

【0037】そして、マトリックスの初期値を0とし
て、座標軸上にプロットがあれば、座標に対応するマト
リックスの値を1と入力して、SDPのプロットをマト
リックスへ展開する。このようにして、正常のSDPと
異常時のSDPに対してプロットの有無をマトリックス
に展開する。
If the initial value of the matrix is 0 and there is a plot on the coordinate axis, the value of the matrix corresponding to the coordinate is input as 1 and the plot of SDP is expanded into the matrix. In this way, the presence / absence of plots for the normal SDP and the abnormal SDP is expanded into a matrix.

【0038】次いで、マトリックスへ展開した異常時の
SDPから正常時のSDPを差し引き、偏差マトリック
スHSDを得る。 HSD[i,j]=DSD[i,j]−NSD[i,j] ただし、DSD[i,j]−NSD[i,j]=−1の場合に
は、0と見なす。これは、正常時のプロット位置が別の
座標へ移動することで異常時のSDPのパターンが形成
されると判断できるためである。すなわち、異常時のパ
ターンは、正常時のパターンに無い座標へのプロットさ
れることである。
Then, the normal SDP is subtracted from the abnormal SDP developed in the matrix to obtain the deviation matrix HSD. HSD [i, j] = DSD [i, j] -NSD [i, j] However, when DSD [i, j] -NSD [i, j] =-1, it is regarded as 0. This is because it can be determined that the SDP pattern at the abnormal time is formed by moving the plot position at the normal time to another coordinate. That is, the abnormal pattern is plotted at coordinates that are not in the normal pattern.

【0039】次いで、偏差マトリックスをSDPに再変
換して、偏差SDPを得る。そしてこの偏差SDPの形
状と異常を示す参照SDPとを画面処理のパターンマッ
チングすることで異常を識別することができる。
Then, the deviation matrix is reconverted to SDP to obtain the deviation SDP. Then, the abnormality can be identified by pattern-matching the screen processing between the shape of the deviation SDP and the reference SDP indicating the abnormality.

【0040】なお、上記実施の形態に関する説明おいて
は、監視対象物として、FFUのような回転系を例に挙
げたが、本発明にかかる異常診断装置および方法は、か
かる例に限定されない。例えば、レシプロのエンジンや
ポンプなど回転系以外の運動系についても、そこから発
生する音響信号はそれぞれ固有のSDP表現を持ってい
るので、本発明にかかる異常診断装置および方法は、非
回転系の各種運動系の異常を判定するためにも適用する
ことが可能である。
In the description of the above embodiment, a rotary system such as an FFU is taken as an example of the object to be monitored, but the abnormality diagnosis device and method according to the present invention is not limited to such an example. For example, even in a motion system other than a rotary system such as a reciprocating engine or a pump, the acoustic signals generated from the motion system have their own SDP expressions. It can also be applied to determine abnormalities of various motor systems.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
局在する音響信号の相違を大局的に表現することが可能
なので、専門的な知識をあまり必要とせずに、監視対象
物の異常を視覚的に容易に診断することが可能である。
また本発明によれば、音響信号を計測し、SDPを作図
するという簡便な操作で結果を得ることができるので、
診断に必要とする処理が非常に簡単であり、簡便な異常
診断機器を構築することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
Since the difference between the localized acoustic signals can be expressed globally, it is possible to visually and easily diagnose the abnormality of the monitored object without requiring much specialized knowledge.
Further, according to the present invention, the result can be obtained by a simple operation of measuring an acoustic signal and drawing an SDP.
The processing required for diagnosis is extremely simple, and a simple abnormality diagnosis device can be constructed.

【0042】さらに、本発明では、異常診断の手法とし
て、診断時と正常時との比較を行うため、正常時のSD
Pによる図形パターンは必要とするが、数値的な制限値
は必要とせず、システムの取得に苦慮することがない。
さらに、診断に係る機器類のSDPデータを予め一つ用
意しておけば、設備ごとに汎用的に利用が可能である。
Further, according to the present invention, as a method for diagnosing an abnormality, a comparison is made between the time of diagnosis and the time of normality.
A graphic pattern by P is required, but a numerical limit value is not required, and there is no difficulty in acquiring the system.
Furthermore, if one piece of SDP data of the equipment related to the diagnosis is prepared in advance, it can be used universally for each facility.

【0043】さらに、本発明では、SDPを作図する際
に、計測された音響信号を基準化するので、音響発生源
と集音手段との距離に依存する音響信号の減衰が相殺さ
れる。従って、同じ機器を診断する場合には、集音装置
と音響発生源との距離にSDP形状は影響を受けにくい
ので、診断を容易にかつ正確に行うことが可能である。
Further, according to the present invention, the measured acoustic signal is standardized when plotting the SDP, so that the attenuation of the acoustic signal depending on the distance between the sound source and the sound collecting means is canceled. Therefore, when diagnosing the same device, the SDP shape is unlikely to be affected by the distance between the sound collector and the sound source, so that the diagnosis can be performed easily and accurately.

【0044】さらに、本発明によれば、広域に多数の監
視対象物がある場合であっても、所定の集合的な空間か
ら発生する音響信号をSDP表現することにより、その
空間内に異常があるかどうかを判定することが可能とな
るため、従来のように個々に監視対象物の異常診断を行
った場合に比較して、その作業量を飛躍的に減じること
が可能である。
Further, according to the present invention, even if there are a large number of objects to be monitored in a wide area, by expressing the acoustic signals generated from a predetermined collective space by SDP, an abnormality can occur in that space. Since it is possible to determine whether or not there is any, it is possible to dramatically reduce the amount of work as compared with the case where the abnormality diagnosis of the monitoring target is individually performed as in the conventional case.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる異常診断装置の実施の一形態を
示すシステム構成図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of an abnormality diagnosis device according to the present invention.

【図2】本発明にかかる異常診断装置により測定された
音響信号を示すグラフであり、(a)は音響信号の時間
波形を示し、(b)は極座標にプロットされた音響信号
の様子を示している。
FIG. 2 is a graph showing an acoustic signal measured by the abnormality diagnosis device according to the present invention, (a) shows a time waveform of the acoustic signal, and (b) shows a state of the acoustic signal plotted in polar coordinates. ing.

【図3】極座標の複数の対称軸に対して線対称にプロッ
トされた音響信号のSDP表現の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an SDP expression of an acoustic signal plotted line-symmetrically with respect to a plurality of polar symmetry axes.

【図4】本発明にかかる異常診断装置および方法により
測定された、正常なFFUと異常なFFUの音響信号の
時間波形およびSDP表現を示す図表である。
FIG. 4 is a diagram showing time waveforms and SDP expressions of sound signals of a normal FFU and an abnormal FFU measured by the abnormality diagnosis device and method according to the present invention.

【図5】本発明にかかる異常診断装置および方法により
測定された、正常なFFUと異常なFFUの音響信号の
時間波形およびSDP表現を示す図表である。
FIG. 5 is a chart showing time waveforms and SDP expressions of sound signals of a normal FFU and an abnormal FFU measured by the abnormality diagnosis device and method according to the present invention.

【図6】本発明にかかる異常診断装置および方法により
測定された、正常なFFUと異常なFFUの音響信号の
時間波形およびSDP表現を示す図表である。
FIG. 6 is a diagram showing time waveforms and SDP expressions of sound signals of a normal FFU and an abnormal FFU measured by the abnormality diagnosis device and method according to the present invention.

【図7】クリーンルームの天井の広域な設備空間に設置
される多数のFFUに対して本発明にかかる異常診断装
置を適用した一実施の形態を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an embodiment in which the abnormality diagnosis device according to the present invention is applied to a large number of FFUs installed in a wide facility space on the ceiling of a clean room.

【図8】本発明にかかる異常診断方法の一例を示す流れ
図である。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of an abnormality diagnosis method according to the present invention.

【図9】本発明にかかる異常診断方法の一例を示す流れ
図である。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of an abnormality diagnosis method according to the present invention.

【図10】本発明にかかる異常診断方法の一例を示す流
れ図である。
FIG. 10 is a flow chart showing an example of an abnormality diagnosis method according to the present invention.

【図11】本発明にかかる異常診断装置および方法にパ
ターン認識技法を適用した場合を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a case in which a pattern recognition technique is applied to the abnormality diagnosis device and method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 FFU 14 マイクロホン 16 騒音計 18 A/D変換器 19 信号処理部 20 表示装置 20a 正常時パターン 20b 異常時パターン 12 FFU 14 Microphone 16 Sound level meter 18 A / D converter 19 Signal processing unit 20 Display device 20a Normal pattern 20b Abnormal pattern

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 任意の設備空間に設置される1または2
以上の監視対象物が発生する音響を集音装置により集音
して、その音響信号に基づいて該監視対象物の異常を診
断する異常診断装置であって:前記音響信号を所定の周
期でサンプリングするサンプリング手段と;ある時間間
隔にわたりサンプリングされた音響信号の変動幅を基準
値として設定する基準化手段と;ある時刻(t)におい
てサンプリングされた音響信号(X(t))の前記基準
値に対する相対的大きさ(A(i))を半径とする極座
標系において、前記音響信号(X(t))を所定の時間
間隔Δtにわたり離散化した値を偏角(Θ(i),Φ
(i))に変換することにより、一つの音響信号(X
(t))について前記極座標系の少なくとも一つの始線
に対して線対称を成す少なくとも二つのドット(a
(i),b(i))をプロットするプロット手段と;前
記プロット手段によりプロットされたドットパターンを
視覚的に表示する表示手段と;を備え、前記表示手段に
より表示されたドットパターンに応じて前記監視対象物
の異常を診断することを特徴とする、異常診断装置。
1. 1 or 2 installed in an arbitrary equipment space
An abnormality diagnostic device for collecting the sound generated by the above-mentioned monitored object by a sound collector and diagnosing an abnormality of the monitored object based on the acoustic signal: sampling the acoustic signal at a predetermined cycle. Sampling means for setting the fluctuation width of the acoustic signal sampled over a certain time interval as a reference value; and for the reference value of the acoustic signal (X (t)) sampled at a certain time (t) In a polar coordinate system having a relative magnitude (A (i)) as a radius, a value obtained by discretizing the acoustic signal (X (t)) over a predetermined time interval Δt is used as declination angles (Θ (i), Φ).
(I)) to convert one acoustic signal (X
For (t), at least two dots (a) that are line-symmetric with respect to at least one start line of the polar coordinate system.
(I), b (i)), a plotting means for plotting; and a display means for visually displaying the dot pattern plotted by the plotting means; and according to the dot pattern displayed by the display means. An abnormality diagnosing device for diagnosing an abnormality of the monitored object.
【請求項2】 任意の設備空間に設置される1または2
以上の監視対象物が発生する音響を集音装置により集音
して、その音響信号に基づいて該監視対象物の異常を診
断する異常診断装置であって:前記音響信号を所定の周
期でサンプリングするサンプリング手段と;ある時間間
隔にわたりサンプリングされた音響信号の変動幅を基準
値として設定する基準化手段と;ある時刻(t)におい
てサンプリングされた音響信号(X(t))の前記基準
値に対する相対的大きさ(A(i))を半径とする極座
標系において、前記音響信号(X(t))を所定の時間
間隔Δtにわたり離散化した値を偏角(Θ(i),Φ
(i))に変換することにより、一つの音響信号(X
(t))について前記極座標系の少なくとも一つの始線
に対して線対称を成す少なくとも二つのドット(a
(i),b(i))をプロットするプロット手段と;前
記プロット手段によりプロットされたドットパターンを
パターン認識するパターン認識手段と;前記パターン認
識手段によりパターン認識された診断時のドットパター
ンと予め取得された正常時のドットパターンとを比較
し、前記診断時のドットパターンと前記正常時のドット
パターンとの間に所定値以上の偏差が存在する場合に、
前記前記監視対象物が異常であると診断する比較診断手
段と;を備えたことを特徴とする、異常診断装置。
2. 1 or 2 installed in any facility space
An abnormality diagnostic device for collecting the sound generated by the above-mentioned monitored object by a sound collector and diagnosing an abnormality of the monitored object based on the acoustic signal: sampling the acoustic signal at a predetermined cycle. Sampling means for setting the fluctuation width of the acoustic signal sampled over a certain time interval as a reference value; and for the reference value of the acoustic signal (X (t)) sampled at a certain time (t) In a polar coordinate system having a relative magnitude (A (i)) as a radius, a value obtained by discretizing the acoustic signal (X (t)) over a predetermined time interval Δt is used as declination angles (Θ (i), Φ).
(I)) to convert one acoustic signal (X
For (t), at least two dots (a) that are line-symmetric with respect to at least one start line of the polar coordinate system.
(I), b (i)) plotting means; pattern recognition means for recognizing the dot pattern plotted by the plotting means; dot pattern for diagnosis, which is pattern recognized by the pattern recognizing means, in advance Compared with the acquired normal dot pattern, if there is a deviation of a predetermined value or more between the diagnostic dot pattern and the normal dot pattern,
An abnormality diagnosis device comprising: a comparative diagnosis means for diagnosing that the monitored object is abnormal.
【請求項3】 任意の設備空間に設置される1または2
以上の監視対象物が発生する音響を集音装置により集音
して、その音響信号に基づいて該監視対象物の異常を診
断する異常診断方法であって:前記音響信号を所定の周
期でサンプリングするステップと;前記ステップにおい
てサンプリングされた音響信号の変動幅を基準値として
設定するステップと;ある時刻(t)においてサンプリ
ングされた音響信号(X(t))の前記基準値に対する
相対的大きさ(A(i))を半径とする極座標系におい
て、前記音響信号(X(t))を所定の時間間隔Δtに
わたり離散化した値を偏角(Θ(i),Φ(i))に変
換することにより、一つの音響信号(X(t))につい
て前記極座標系の少なくとも一つの始線に対して線対称
を成す少なくとも二つのドット(a(i),b(i))
をプロットするステップと;前記極座標系にドットをプ
ロットする前記ステップを所定時間にわたり反復し、そ
の結果得られたドットパターンに基づいて前記監視対象
物の異常を診断するステップと;から成ることを特徴と
する、異常診断方法。
3. 1 or 2 installed in any facility space
An abnormality diagnosis method for collecting the sound generated by the above-mentioned monitored object by a sound collector and diagnosing an abnormality of the monitored object based on the acoustic signal: sampling the acoustic signal at a predetermined cycle. A step of setting the fluctuation width of the acoustic signal sampled in the step as a reference value; a relative magnitude of the acoustic signal (X (t)) sampled at a certain time (t) with respect to the reference value. In a polar coordinate system having a radius of (A (i)), a value obtained by discretizing the acoustic signal (X (t)) over a predetermined time interval Δt is converted into an argument (Θ (i), Φ (i)). By doing so, at least two dots (a (i), b (i)) that are line-symmetric with respect to at least one start line of the polar coordinate system with respect to one acoustic signal (X (t))
Plotting dots in the polar coordinate system, repeating the step of plotting dots in the polar coordinate system for a predetermined time, and diagnosing the abnormality of the monitored object based on the dot pattern obtained as a result. And the abnormality diagnosis method.
【請求項4】 前記監視対象物の異常を診断するステッ
プは、得られたドットパターンを視覚的に表示して、予
め取得された正常時のドットパターンと診断時のドット
パターンとを比較して、前記監視対象物の異常を診断す
るものであることを特徴とする、請求項3に記載の異常
診断方法。
4. The step of diagnosing an abnormality of the monitored object visually displays the obtained dot pattern, and compares a previously obtained normal dot pattern with a diagnostic dot pattern. The abnormality diagnosis method according to claim 3, wherein the abnormality is diagnosed in the monitored object.
【請求項5】 前記監視対象物の異常を診断するステッ
プは、得られたドットパターンをパターン認識して、予
め取得された正常時のドットパターンと診断時のドット
パターンとをパターン比較して、前記診断時のドットパ
ターンと前記正常時のドットパターンとの間に所定値以
上の偏差が存在する場合に、前記前記監視対象物が異常
であると診断するものであることを特徴とする、請求項
3に記載の異常診断方法。
5. The step of diagnosing an abnormality of the monitored object, the pattern recognition of the obtained dot pattern, pattern comparison of the dot pattern at the time of normal and the dot pattern at the time of pre-acquired, pattern comparison, When the deviation between the dot pattern at the time of diagnosis and the dot pattern at the time of normality is greater than or equal to a predetermined value, it is diagnosed that the monitored object is abnormal. The abnormality diagnosis method according to Item 3.
【請求項6】 大域な設備空間内に設置される複数の監
視対象物が発生する音響を集音装置により集音して、そ
の音響信号に基づいて異常動作の監視対象物を特定する
方法であって:前記大域な設備空間を、各々が複数の監
視対象物を含む複数のより小域な設備空間に分割して絞
り込むステップと;前記各小域な設備空間において、前
記音響信号を所定の周期でサンプリングするステップ
と;前記ステップにおいてサンプリングされた音響信号
の変動幅を基準値として設定するステップと;ある時刻
(t)においてサンプリングされた音響信号(X
(t))の前記基準値に対する相対的大きさ(A
(i))を半径とする極座標系において、前記音響信号
(X(t))を所定の時間間隔Δtにわたり離散化した
値を偏角(Θ(i),Φ(i))に変換することによ
り、一つの音響信号(X(t))について前記極座標系
の少なくとも一つの始線に対して線対称を成す少なくと
も二つのドット(a(i),b(i))をプロットする
ステップと;前記極座標系にドットをプロットする前記
ステップを所定時間にわたり反復し、その結果得られた
ドットパターンに基づいて、異常動作の監視対象物が含
まれる小域な設備空間を特定するステップと;前記ステ
ップにおいて特定された小域な設備空間に含まれる複数
の監視対象物の中から異常動作の監視対象物を特定する
ステップと;から成ることを特徴とする、異常診断方
法。
6. A method of collecting sound generated by a plurality of objects to be monitored installed in a global facility space by a sound collector, and identifying an object to be monitored for abnormal operation based on the sound signal. And: dividing the global equipment space into a plurality of smaller equipment spaces each including a plurality of objects to be monitored, and narrowing down; A step of sampling in a cycle; a step of setting a fluctuation range of the acoustic signal sampled in the step as a reference value; an acoustic signal (X
(T)) relative size (A) with respect to the reference value
(I)) in a polar coordinate system, converting a value obtained by discretizing the acoustic signal (X (t)) over a predetermined time interval Δt into argument angles (Θ (i), Φ (i)). Plotting at least two dots (a (i), b (i)) that are line-symmetric with respect to at least one start line of the polar coordinate system for one acoustic signal (X (t)); Repeating the step of plotting dots in the polar coordinate system for a predetermined time, and specifying a small equipment space containing an object to be monitored for abnormal operation based on the dot pattern obtained as a result; And a step of specifying a monitoring target object of abnormal operation from a plurality of monitoring target objects included in the small equipment space specified in 1.
【請求項7】 異常動作の監視対象物を特定する前に、
異常動作の監視対象物が含まれる小域な設備空間をさら
に小域な設備空間に再度分割して絞り込み、異常動作の
監視対象物が含まれる設備空間の絞り込みを行うステッ
プを、必要な回数だけ反復することを特徴とする、請求
項6に記載の異常診断方法。
7. Before specifying an object to be monitored for abnormal operation,
The step of narrowing down the equipment space containing the abnormal operation monitoring target by dividing the small equipment space containing the abnormal operation monitoring object into smaller equipment spaces again and narrowing it down The abnormality diagnosis method according to claim 6, wherein the abnormality diagnosis method is repeated.
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